Jedes mal, wenn wir Pushing Grenzen des Wissens, dieser geht einher mit dem Risiko und die Aussicht auf Belohnungen. Risiken gibt es viele: ein nichts neues finden, kann eine schlechte oder behindert Experiment, Zerstörung verursachen, wenn alles drunter und drüber. Aber die Belohnung kann sehr groß sein: das erhalten des neuen Wissens, neuer Technologien und der Durchbruch für die ganze menschliche Wissenschaft.
Einer der Orte, verkörpert all dies, ist der large Hadron Collider (LHC) bei CERN, an dem wir begannen, gegeneinander aus Protonen bei höchsten Energien, die jemals erreichten in einem Beschleuniger Elementarteilchen. Vor einigen Jahren waren wir schlugen den alten Rekord von 2 ТэВ (тераэлектронвольт, oder 1012 EV), die installiert wurde Labor Fermi — Aufbrechen der Partikel bis 3,5 ТэВ und столкнув Sie untereinander, erreichte 7 ТэВ gesamten Energie. Diese Entdeckung nicht nur hat uns erlaubt, nicht nur eine große Zahl von schwer fassbaren Elementarteilchen (Top-Quark, W – und Z-Bosonen), sondern eröffnen auch völlig neue fundamentale Teilchen, das Letzte unentdeckte Teilchen des Standardmodells: das Higgs-Boson.
Der aktualisierte BAK ermöglicht es uns endet etwa 13-14 ТэВ gesamten Energie. Wenn wir Glück haben, eine beeindruckende Anzahl von Kollisionen auf solche Energien, in Kombination mit der unglaublichen Detektoren ermöglichen es uns, zu erstellen und öffnen Sie nie zuvor gesehen Partikel in diesem Labor. Und, natürlich, das öffnet Spielraum für eine unglaubliche (und ganz ungeschickte) Aussagen, wie:
«Die Wissenschaftler am large Hadron Collider hoffen, bald in Kontakt mit einem Paralleluniversum».
«Der large Hadron Collider trotzt the Big Bang Theory».
«Spiele mit dem Universum zu können, uns zu vernichten: erstellt von TANK auf uns schwarze Löcher absorbieren».
Und wenn die ersten beiden — es ist Unsinn, falsch übertragene wissenschaftliche Informationen, die Dritte Aussage sät Angst in der Bevölkerung, hob seinen hässlichen Kopf jedes mal, wenn der TANK anfängt zu arbeiten.
Woher die Beine wachsen bei dieser Blödsinn? Lassen Sie uns herausfinden.
Es gibt eine Reihe von Theorien, die voraussagen, die Existenz von extra-Dimensionen. Nicht nur drei räumliche und eine zeitliche, die, wie wir wissen, hat unsere четырехмерному Raum-Zeit, sondern auch noch mindestens einer der räumlichen Dimensionen in unserem Universum. Und obwohl wir nicht den Zugang zu diesen Dimensionen bei uns verfügbaren Energien, wird angenommen, dass in Skalen, die kleiner sind als diejenigen, mit denen wir zu tun hatten, und entsprechen den höheren Energien — diese zusätzlichen Dimensionen existieren.
Und wenn diese zusätzlichen Dimensionen gibt, gibt es auch die theoretische Möglichkeit, dass es möglich ist, erstellen kleine, winzige, mikroskopische schwarze Löcher!
Machen wir es, wir würden begangen haben unglaubliche technologische und wissenschaftliche Heldentat, die für immer verändert würde unsere Vorstellung über das Universum. Aber wenn Sie sagen «das schwarze Loch», Menschen sofort (und nicht umsonst) stellen sich katastrophale Bild von etwas, засасывающего Materie jeglicher Art, verschlingt Protonen, Neutronen, Elektronen unserer Welt und zerstören alles und jeden.
Aber es ist unmöglich aus drei Gründen. Mal sehen.
- Wenn diese Miniatur-schwarze Löcher existieren, dann gerieten Sie auf die Erde Milliarden Jahre alt ist, und die Erde dreht sich immer noch.
Natürlich werden wir nie schaffen Teilchen mit einer solchen Energie im Labor vor. Aber auf den höchsten Ebenen der Energien — Energien von mehr als hundert Millionen (100 000 000) höher als diejenigen, mit denen wir arbeiten auf der TANK — Partikel ständig konfrontiert mit der Erde: das kosmische Strahlen, die bombardieren uns mit allen kosmischen Richtungen.
Diese schwarzen Löcher, wenn Sie existierten, bombardiert würde die Erde (und alle Planeten) im Laufe der Geschichte unseres Sonnensystems sowie die Sonne, und es gibt nichts, was darauf hinweist, würde auf das, was in irgendeiner Form den Körper im Sonnensystem wurde zu einem schwarzen Loch oder wurde von Ihr gegessen.
Und hier könnte man argumentieren, sagen Sie, diese Objekte bewegen sich zu schnell und so einfach durch die Erde Fliegen, Essen zu wenig von der Materie, um im inneren zu bleiben, und Fliegen in den intergalaktischen Raum. In diesem Fall wird Sie beruhigen sollte der zweite Grund.
- Wenn Sie wirklich schaffen ein Miniatur-Schwarzes Loch, Sie zerfallen infolge der Hawking-Strahlung, wobei sehr viel und sehr schnell.
Wenn es weitere Messungen, kann man davon ausgehen, dass Sie möglicherweise eine bestimmte Art, sodass Sie (wieder, selten, aber treffend) gebildet werden mikroskopische schwarze Löcher. Ein solches Schwarzes Loch eine Masse im besten Fall, entspricht der Energie der Proton-Proton Kollisionen, bis 13-14 ТэВ. Nach der Formel E=mc2 dies entspricht der Masse in 5 x 10-20 Gramm, und wahrscheinlich noch weniger.
Aber auch wenn Sie werden zusätzliche Messungen notwendigen Ausmaß, sowie die richtige Art, und Sie machen dieses schwarze Loch, bleibt das Problem: es wird instabil. Dank der Gesetze der Quantenmechanik, dieses Schwarzes Loch zerfallen im Laufe der Hawking-Strahlung. Für das schwarze Loch eine Masse von 5 x 10-20 Gramm, die Zerfallszeit in drei Dimensionen belaufen sich auf etwa 10-83 Sekunden, es ist sogar die Existenz schwer zu nennen. Um die Physik sinnvoll zu sein, braucht es Zeit, zumindest in 10-43 Sekunden oder länger. Die übersetzung in die Masse des schwarzen Lochs, muss Sie Wiegen mindestens 0,00002 Gramm, um die Chance auf Existenz.
In vier Dimensionen, jedoch, besonders wenn ein «extra» groß wird, die Zerfallszeit wird 10-23 Sekunden. Aber um zu verhindern, dass die erwarteten Zerfall dieser winzigen schwarzen Löcher, die Sie benötigen, werfen die bekannten Gesetze der Physik. Und diese Gesetze sind so gut eingestellt, dass es nicht die geringste Chance, Sie zu widerlegen — es ist wie das aufwachen am morgen und sehen die Sonne встающим im Westen.
Aber nehmen wir an, dass es neue Gesetze der Physik, die wir noch nicht wissen, und plötzlich diese schwarzen Löcher wird stabil. Sie machen ein Schwarzes Loch — eine winzige, eine solche — in der Mitte der Erde, und es nicht zerfällt. Verschlingen ob Sie die Erde? Und wenn ja, wie schnell? Dies führt uns zum Dritten und Letzte Bedingung, und vergessen Sie nicht: wir haben zweimal stießen die bekannten Gesetze der Physik, um zu tun, diesen Unsinn möglich.
- Sie können berechnen, mit welcher Geschwindigkeit ein Schwarzes Loch verschlingt Materie, und nicht einmal in der Nähe подберетесь zur Laufzeit die Existenz unseres Planeten.
Wir neigen dazu zu glauben, dass schwarze Löcher «saugen» die Materie, aber die Wahrheit ist, Sie können interagieren mit Ihr, nur gravitativ. Wenn die Masse in 5 x 10-20 Gramm, diese Gravitationskraft äußerst klein: alles, was Sie machen kann, ist durch den Mittelpunkt der Erde wieder und wieder, warten auf die Kollision mit elementaren Teilchen. Da der Querschnitt unserer schwarzen Loch sehr klein ist, und der Querschnitt des Protons (oder Neutrons) sehr groß ist, kann man davon ausgehen — argument zu retten, was immer bei einer Kollision ein Schwarzes Loch absorbiert Proton oder Neutron.
Wenn wir davon ausgehen, dass es absorbiert jedes Proton, Neutron oder Elektron, mit denen in Kontakt kommt — und berücksichtigen Sie die Schwerkraft, um zu verstehen, was Sie anzieht, — wird es absorbieren die rund 66 000 Protonen und Neutronen pro Sekunde. Natürlich, 66 000 Protonen und Neutronen — sind es Kleinigkeiten in Bezug auf Masse: 1,1 x 10-25 Gramm. Diese Wachstumsrate konstant, bis das schwarze Loch wird Recht groß; nur wenn die Masse von einer Milliarde Tonnen das schwarze Loch wird wachsen schneller, da Ihr Querschnitt vergrößert wird. Die Erfassung der 66 000 Nukleonen pro Sekunde, wie lange, denken Sie, das schwarze Loch, um das Kilogramm? Drei Billionen Jahren. Während dieser Zeit erlischt die Sonne — sogar das Universum so nicht existiert.
Also, auch wenn Sie ein Schwarzes Loch und auch wenn die Gesetze der Physik falsch sind, und das schwarze Loch wird ewig Leben, wird es harmlos. Unabhängig davon, wie viele Gesetze der Physik wir verwerfen, revidieren oder verändern, die Erde wird immer noch in Ordnung.
Also keine Angst. Wir versuchen, die Welt zu erkunden eine völlig sichere Art und Weise. Alle Befürchtungen ausgeräumt werden können — ausreichend, um den Wissenschaftlern und Fragen. Schließlich sind Sie auch nicht verrückt.